(57)【要約】【課題】  清涼飲料等の内容物が充填された合成樹脂製容器に、合成樹脂製のシート状蓋材から成形された蓋が被せられて密封された密封容器を得ることができる充填包装機械を提供すること。【解決手段】  容器供給装置により供給された合成樹脂製有底筒状容器本体に内容物を充填し、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を一次成形して、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給し、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とした後、密封容器の蓋を、最終蓋形状に二次成形する。一次成形された成形が不完全な蓋を、二次成形装置で完全に成形でき、合成樹脂製蓋材を用いて、従来のアルミ泊層を基材とする蓋材を用いたと同等の製品容器を得る。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器本体に内容物を充填し、内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械であって、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置と、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置とを備えたことを特徴とする充填包装機械。
【請求項２】
二次蓋成形装置が、密封容器の蓋スカート部の絞り手段又は絞り／捻り手段を有することを特徴とする請求項１記載の充填包装機械。
【請求項３】
密封容器の蓋スカート部の絞り／捻り手段が、載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する絞り手段と、蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部及び／又は密封容器本体を捻る手段とを有することを特徴とする請求項２記載の充填包装機械。
【請求項４】
載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する絞り手段が、密封容器を載置する容器台と、容器台に載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する雌型成形部材と、容器台及び／又は雌型成形部材を、密封容器の蓋スカート部が雌型成形部材の嵌入孔若しくは嵌入凹部に嵌入・退出することができるように近接離間移動させる昇降機構を有することを特徴とする請求項３記載の充填包装機械。
【請求項５】
上記雌型成形部材が、その円筒状中空部分内で往復動自在に設けられ、その下端部に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する押出ピストンと、押出ピストンを成形孔の開口端に向けて付勢する手段とを有することを特徴とする請求項４記載の充填包装機械。
【請求項６】
蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部及び／又は密封容器本体を捻る手段が、押出ピストンのピストンロッドに固定された歯車を複数のプーリーに架け渡された歯付ベルトで回転させる手段であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか記載の充填包装機械。
【請求項７】
絞り手段又は絞り／捻り手段による密封容器の蓋スカート部の絞り工程又は絞り／捻り工程の前に設けられた、密封容器の蓋スカート部を加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか記載の充填包装機械。
【請求項８】
加熱手段が、密封容器の蓋スカート部に向けて熱風を噴射する熱風ノズルと、密封容器の長手方向軸線を回転軸として密封容器を回転移送させる回転手段とを備えていることを特徴とする請求項７記載の充填包装機械。
【請求項９】
一次蓋冷間成形装置が、シート状蓋材から１又は２以上の蓋材を打ち抜く蓋材打抜き手段と、該蓋材打抜き手段によって打ち抜かれた蓋材を成形するための成形ダイス及びフォーマを有する蓋成形手段とを備え、前記成形ダイスの内周面に複数の溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に複数の溝若しくは突起が設けられている蓋打ち抜き成形装置を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の充填包装機械。
【請求項１０】
成形ダイスの内周面に設けられた溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に設けられた溝若しくは突起が、フォーマの嵌入方向と平行に設けられている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９記載の充填包装機械。
【請求項１１】
成形ダイスの内周面に複数の溝が設けられている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項１０記載の充填包装機械。
【請求項１２】
成形ダイスの内周面に設けられた溝の断面形状が、円弧状であることを特徴とする請求項１１に記載の充填包装機械。
【請求項１３】
成形ダイスの内周面に表面処理が施されている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか記載の充填包装機械。
【請求項１４】
成形ダイスの内周面及び口部に表面処理が施されている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか記載の充填包装機械。
【請求項１５】
表面処理がニッケルボロン処理であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の充填包装機械。
【請求項１６】
成形ダイスとフォーマとの間隙が、シート状蓋材の厚さに対し、４．０倍以下に調整されている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか記載の充填包装機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に、清涼飲料等の内容物を充填し、蓋を被せて密封する充填包装機械、詳しくは、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形する一次蓋冷間成形装置と、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置とを備えた充填包装機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の充填包装機械としては、任意の向きで供給されるボトル状合成樹脂製容器を、その上端開口部が上方を向くように整立して後工程に供給する容器整立装置と、容器整立装置から供給される容器に内容物を充填する充填装置と、内容物が充填された容器の上端開口部に断面略コの字状蓋を被せる蓋供給装置と、前記蓋を容器上端開口部にヒートシールするシール装置とを備えた充填包装機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
前記のボトル状合成樹脂製容器は、蓋を剥がした後、直接容器開口部に口を付けて内容物を飲むことがあることから、容器開口部周辺を衛生的に保つため、この部分が保護されるように構成された蓋、すなわち容器上端開口部を覆う円盤状蓋本体と、蓋本体周縁部から垂下状に設けられたスカート部よりなる蓋（断面略コの字状蓋）が用いられている。
【０００４】
前記断面コの字状蓋で被冠された内容物充填容器を製造する充填包装機械としては、アルミ箔の優れた成形性と保形性に着目して、アルミ箔にヒートシール層等が積層されたシート状蓋材を用いて、この蓋材から円盤状蓋を打ち抜き、打ち抜き直後に断面コの字状蓋に成形する蓋打ち抜き成形装置と、成形された断面コの字状蓋を搬送中の容器の開口部に供給被冠する蓋供給装置とを備えているものが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、このようなアルミ泊層を基材とする蓋材を有する容器においては、金属探知機が使用できないため、釘、ホッチキス針、成形品抜き刃の毀れた破片、ボルトやナット、針金、スプリング等の混入するおそれがある金属類の検出ができないという問題がある。また、これらのアルミニウム製蓋を有する容器は、アルミニウム製蓋とポリスチレン等の合成樹脂製容器本体をそれぞれ分別回収する必要があり、リサイクル性に劣るという欠点を有する。
【０００５】
一方、このような問題を解決するために、アルミ泊層を有する蓋材の代替品として、アルミ泊層を有さない合成樹脂層のみの積層フィルムからなる蓋が本発明者等により提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、前記蓋は、合成樹脂層のみの組合せからなる蓋であり、蓋形状も完成度の高いものではあるが、その蓋を成形するためには蓋材を加熱して成形しなければならず、蓋材成形装置が高価で大がかりなものとなったり、また、蓋材を加熱するための加熱ゾーンの温度管理面から、蓋成形装置と充填包装機械を連続工程とすることが難しいという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明者等は、前記問題を解決するため、蓋材について研究を重ね、冷間絞り成形による蓋材成形が可能な合成樹脂製蓋材の開発に成功し（例えば、特許文献４参照）、かかる冷間絞り成形による蓋材成形が可能な合成樹脂製蓋材を用いた容器、すなわち、樹脂容器と該樹脂容器に固着された蓋とを備えた密封容器であって、蓋が、ＡＳＴＭ-Ｄ３７６３に準拠した落錘衝撃試験方法で測定した１５０μｍ厚みシートにおける伝播エネルギーが、０．０１５Ｊ以上であるポリスチレン系樹脂シートを、冷間成形することにより得られる保形性を有する密封容器（例えば、特許文献５参照）や、樹脂容器と該樹脂容器に固着された蓋とを備えた密封容器であって、蓋が、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ；High Impact Polystyrene）、又は耐衝撃性ポリスチレンとスチレン−ブタジエン共重合体とからなる組成物を含有するポリスチレン系樹脂を含有する基材層を有する冷間成形用樹脂シートを冷間成形して作製され、保形性を有することを特徴とする密封容器（例えば、特許文献６参照）を提案している。
【０００７】
【特許文献１】特公昭４９―３７９７７号公報
【特許文献２】特開昭６３−２１２０１９号公報
【特許文献３】特開２００２−２２５９０２号公報
【特許文献４】特開２００４−７４７９４号公報
【特許文献５】特開２００４−７５１９７号公報
【特許文献６】特開２００４−７５１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上記従来の問題点を全て解決し、清涼飲料等の内容物が充填された合成樹脂製容器に、合成樹脂製のシート状蓋材から成形された蓋が被せられて密封された密封容器を得ることができる充填包装機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために、合成樹脂製容器本体に内容物を充填し、内容物が充填された容器本体にノンアルミの合成樹脂製蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械を開発すべく鋭意研究し、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置と、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を、最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置とを備えた構成としたところ、一次蓋冷間成形装置で成形された成形が不完全な蓋を、二次成形装置で完全に成形でき、合成樹脂製蓋材を用いて、従来のアルミ泊層を基材とする蓋材を用いた製品容器と同等の製品容器を得ることができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、容器本体に内容物を充填し、内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械であって、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置と、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置とを備えたことを特徴とする充填包装機械（請求項１）や、二次蓋成形装置が、密封容器の蓋スカート部の絞り手段又は絞り／捻り手段を有することを特徴とする請求項１記載の充填包装機械（請求項２）や、密封容器の蓋スカート部の絞り／捻り手段が、載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する絞り手段と、蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部及び／又は密封容器本体を捻る手段とを有することを特徴とする請求項２記載の充填包装機械（請求項３）や、載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する絞り手段が、密封容器を載置する容器台と、容器台に載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する雌型成形部材と、容器台及び／又は雌型成形部材を、密封容器の蓋スカート部が雌型成形部材の嵌入孔若しくは嵌入凹部に嵌入・退出することができるように近接離間移動させる昇降機構を有することを特徴とする請求項３記載の充填包装機械（請求項４）や、上記雌型成形部材が、その円筒状中空部分内で往復動自在に設けられ、その下端部に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する押出ピストンと、押出ピストンを成形孔の開口端に向けて付勢する手段とを有することを特徴とする請求項４記載の充填包装機械（請求項５）に関する。
【００１１】
また本発明は、蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部及び／又は密封容器本体を捻る手段が、押出ピストンのピストンロッドに固定された歯車を複数のプーリーに架け渡された歯付ベルトで回転させる手段であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか記載の充填包装機械（請求項６）や、絞り手段又は絞り／捻り手段による密封容器の蓋スカート部の絞り工程又は絞り／捻り工程の前に設けられた、密封容器の蓋スカート部を加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか記載の充填包装機械（請求項７）や、加熱手段が、密封容器の蓋スカート部に向けて熱風を噴射する熱風ノズルと、密封容器の長手方向軸線を回転軸として密封容器を回転移送させる回転手段とを備えていることを特徴とする請求項７記載の充填包装機械（請求項８）や、一次蓋冷間成形装置が、シート状蓋材から１又は２以上の蓋材を打ち抜く蓋材打抜き手段と、該蓋材打抜き手段によって打ち抜かれた蓋材を成形するための成形ダイス及びフォーマを有する蓋成形手段とを備え、前記成形ダイスの内周面に複数の溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に複数の溝若しくは突起が設けられている蓋打ち抜き成形装置を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の充填包装機械（請求項９）に関する。
【００１２】
さらに本発明は、成形ダイスの内周面に設けられた溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に設けられた溝若しくは突起が、フォーマの嵌入方向と平行に設けられている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９記載の充填包装機械（請求項１０）や、成形ダイスの内周面に複数の溝が設けられている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項１０記載の充填包装機械（請求項１１）や、成形ダイスの内周面に設けられた溝の断面形状が、円弧状であることを特徴とする請求項１１に記載の充填包装機械（請求項１２）や、成形ダイスの内周面に表面処理が施されている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか記載の充填包装機械（請求項１３）や、成形ダイスの内周面及び口部に表面処理が施されている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか記載の充填包装機械（請求項１４）や、表面処理がニッケルボロン処理であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の充填包装機械（請求項１５）や、成形ダイスとフォーマとの間隙が、シート状蓋材の厚さに対し、４．０倍以下に調整されている蓋打ち抜き成形装置であることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか記載の充填包装機械（請求項１６）に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の充填包装機械を用いると、内容物が充填された合成樹脂製容器に、合成樹脂製のシート状蓋材から成形された蓋が被せられて、従来のアルミ泊層を基材とする蓋材を用いた製品容器と同等の製品容器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の充填包装機械としては、容器本体に内容物を充填し、内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械であって、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置と、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置とを備えたものであればどのようなものでもよく、例えば、搬送方向と直交する方向に複数の容器を保持し、容器を間欠的又は連続的に搬送方向下流側へ直線的に搬送しながら、容器搬送経路に沿って、順次、充填装置、一次蓋冷間成形装置、蓋供給装置、シール装置、及び二次蓋成形装置を備え、搬送方向と直交する方向に保持された複数の容器に同時に各処理を施す構成の充填包装機械であってもよいが、容器を１列で連続的に搬送しながら、回転型の充填装置やシール装置等の各処理装置を通って、内容物の充填された密封容器を完成させる、連続回転式充填包装機械とすると、充填包装機械をコンパクトで高能力のものとすることが可能となる。
【００１５】
上記容器供給装置としては、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給しうる装置であれば特に制限されず、例えば、容器整立装置、搬送コンベア、スクリューコンベア等を備えた従来公知のものを使用することができる。かかる容器供給装置を用いると、容器整立装置により、任意の向きで供給されるボトル状合成樹脂製容器を、その上端開口部が上方を向くように整立して搬送コンベアへ１列に載置することができ、搬送コンベアに載置された容器は下流側に搬送され、搬送コンベア下流部でスクリューコンベアによって所定ピッチに整列され、整列された容器は、入口スターホイルを介して充填装置へ供給されることになる。
【００１６】
上記充填装置としては、容器供給装置により供給された容器本体に内容物を充填しうる装置であれば特に制限されず、例えば、充填液タンクと、充填液タンク周縁部下面に等間隔で下向きに所定数設けられた充填ノズルと、充填ノズル下方の充填ノズル対応位置に設けられた容器載置台と、容器載置台が取り付けられている回転台を有している従来公知のものを使用することができる。かかる充填装置を用いると、容器載置台上の容器が回転している間に、容器載置台又は充填ノズルが昇降し、内容物を充填することができる。
【００１７】
上記一次蓋冷間成形装置としては、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形しうる装置であれば特に制限されないが、蓋材ロール、蓋材自動継ぎ装置、ハーフカット形成装置、蓋打ち抜き成形装置、回収ロール等を備えているものを好適に例示することができる。かかる一次蓋冷間成形装置を用いると、まずロール状に巻かれた合成樹脂製シート状蓋材が、蓋材自動継ぎ装置を経てハーフカット形成装置へ案内される。容器の蓋にストローを突き刺す際の開封性を担保するためのハーフカット形成装置としては、シート状蓋材に略Ｕ字状溝を形成し得るものであれば特に制限されず、レーザや、金属製ローラの外周面に溝を形成するための刃が設けられた公知のカッターを例示することができる。ハーフカット形成装置で溝が形成されたシート状蓋材は、次いで蓋打ち抜き成形装置に案内される。
【００１８】
上記蓋打ち抜き成形装置としては、従来公知のものを用いることもできるが、シート状蓋材から１又は２以上の蓋材を打ち抜く蓋材打抜き手段と、該蓋材打抜き手段によって打ち抜かれた蓋材を成形するための成形ダイス及びフォーマを有する蓋成形手段とを備え、前記成形ダイスの内周面に複数の溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に複数の溝若しくは突起が設けられているもの、中でも、成形ダイスの内周面に複数の溝が設けられているものは、溝等の襞誘導用の部位が設けられているので、折り曲げ部分に応力が集中し、塑性変形が生じ、折り曲げられて変形された形態を維持する性質、いわゆる保形性向上の点で好ましい。特に、成形ダイスの内周面に設けられた溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に設けられた溝若しくは突起が、フォーマの嵌入方向と平行に設けられているものはフォーマの摺動性の点で好ましく、また、成形ダイスの内周面に設けられた溝や突起の断面形状が円弧状であるものは襞の形成をスムーズに誘導し、蓋の保形性をより良好なものとする上で好ましく、さらに、成形ダイスの内周面に表面処理が施されているものや、成形ダイスの内周面及び口部に表面処理が施されているものは、蓋材のスカート部の摺動性が向上して折り曲げ部分に無理なく応力が集中しやすくなり、塑性変形が生じて、保形性が向上する上に、打抜き成形加工中に発生する蓋の破損を抑制することができ、成形蓋の成形ダイスからの型離れ（離型性）も向上する点で好ましい。上記表面処理としては、硬質クロムメッキ、ニッケルボロンメッキ、カニゼンメッキ等を挙げることができるが、動摩擦係数が小さくなる表面処理が蓋材のスカート部の摺動性をさらに向上させる点で、ニッケルボロンメッキが好適である。
【００１９】
上記蓋成形手段における成形ダイスとフォーマとの間隙（最狭間隔）が、シート状蓋材の厚さに対し、４．０倍以下に調整されているものが好ましく、特に、１．３倍〜３．５倍以下となるように調整することが好ましい。成形ダイスとフォーマとの間隙が４．０倍以下であると、包材シートが塑性変形され、保形性を有する樹脂製蓋を作製することがより一層容易となり、成形ダイスとフォーマの間隙が包材の厚さに対し、１．３倍以上、特に１．５倍以上あると包材シートが打抜き成形加工中に破損する可能性がより一層小さくなる。
【００２０】
また、前記蓋材打抜き手段としては、シート状蓋材から１又は２以上の蓋材を打ち抜けるものであれば特に制限されないが、成形ダイスの対向する位置に設けられた可動刃と成形ダイスの外周縁部に隣接して面高に設けられた固定刃からなる打抜き手段を好適に例示できる。また、シート状蓋材の押え部材を、可動刃の外周縁部を囲むようにスプリングを介してフランジ部に取り付けると、打抜き時においてシート状蓋材が動くのを防止でき、打抜き加工を安定して行うことができる。
【００２１】
また、前記の蓋成形手段は、一次蓋冷間成形装置の一部として有利に用いることができる。上記蓋供給装置としては、一次蓋冷間成形装置により成形された成形蓋を、内容物が充填された容器本体の上端開口部に供給しうる装置であれば特に制限されず、蓋成形手段によって断面略コの字状に成形された蓋は下方の蓋給送装置（シュート）に落とされ、中間スターホイル等で搬送されている容器の上端開口部に１つずつ蓋が被せられる。蓋が打ち抜かれたシート状蓋材は回収ロールによって回収される。
【００２２】
上記のように、蓋打ち抜き成形装置を用いると、例えば冷間成形用樹脂シートから１又は２以上の蓋材を打ち抜き、蓋材を打ち抜いた直後に、該包材を成形ダイスの口部に当接した状態でフォーマを前進させて成形ダイス内に嵌入させ、フォーマと成形ダイスとの隙間に蓋のスカート部分を形成させ、前記打ち抜かれた蓋材を蓋状に成形することができ、特に成形ダイスの内周面に設けられた複数の溝若しくは突起、及び／又は、フォーマの外周面に設けられた複数の溝若しくは突起により、好ましくは成形ダイスの内周面に設けられた複数の溝により、蓋のスカート部分に襞を誘導しながら蓋状に成形することができる。以下、シート状蓋材の好適例として挙げられている冷間成形用樹脂シートについて詳述する。
【００２３】
冷間成形用樹脂シートは、樹脂成形品（容器本体等）に固着する合成樹脂製蓋の作製に使用され、基材層（単層体）又は機能層が積層された基材層（積層体）からなる樹脂シートで、樹脂製蓋に保形性を付与しうる冷間成形用樹脂シートであれば特に限定されるものではなく、基材層のみで構成される単層構造であっても、また、かかる基材層の両面又は一方の片面に機能層が積層された積層構造であってもよく、前記機能層としては、接着機能を有するシーラント層、帯電防止機能を有する帯電防止層、ガス浸透遮断機能を有するバリア層、表示機能を有する印刷層、印刷層の保護機能を有する保護層などを挙げることができる。
【００２４】
冷間成形用樹脂シートの基材層は、シートの冷間成形による塑性変形によって保形性を有する二次加工品を成形することを可能とする冷間成形性を有する層であり、かかる基材層の材質としては、特に制限されるものではなく、例えば、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂、ＡＳ（スチレン−アクリロニトリル共重合体）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）系樹脂、ＡＸＳ（アクリロニトリルとスチレン成分を有するターポリマー）樹脂等のＰＳ系樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂等のＰＥＴ系樹脂や、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）樹脂等のポリエチレン系樹脂や、ポリプロピレン系樹脂、その他のポリオレフィン系樹脂や、ポリアセタール系樹脂や、ポリカーボネート樹脂等を含有するものを例示することができ、これらの１種又は２種以上を含有するものであってもよい。これらのうち、ＰＳ系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＰＥＴ系樹脂を含有するものが好ましいが、樹脂成形品と同種の樹脂を主成分として含有することが、リサイクル性を向上することができるため特に好ましく、樹脂成形品がポリスチレン系樹脂、特に、耐衝撃性ポリスチレン系樹脂を主成分とする場合は、これと同種のポリスチレン系樹脂、耐衝撃性ポリスチレン系樹脂を主成分として含有することがより好ましい。また、これらの樹脂には、適宜、可塑剤、安定剤、難燃剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤等の添加剤や、強化剤、充填剤等の副資材添加剤が加えられていてもよい。
【００２５】
冷間成形用樹脂シートの基材層に含有される上記ポリスチレン系樹脂としては、いわゆる一般用ポリスチレン系樹脂や、ゴム変性ポリスチレン系樹脂や、これらの混合物を挙げることができるが、これらの中でも、ゴム変性ポリスチレン系樹脂が好ましく、ゴム変性ポリスチレン系樹脂の中でも耐衝撃性ポリスチレン系樹脂が好ましく、特に耐衝撃性ポリスチレン系樹脂にスチレン−ブタジエン共重合体を所定の割合で混合・混練したものがより好ましい。
【００２６】
上記一般用ポリスチレン系樹脂は、ＧＰＰＳとも呼ばれ、通常はスチレンホモポリマーであるが、基材層に用いられる樹脂としてはスチレンホモポリマーに限定されるものではない。かかる一般用ポリスチレン系樹脂のスチレン系モノマーとしては、スチレンの他、アルキル基、フェニル基等の置換基を１又は複数有するスチレンを挙げることができる。かかるスチレンモノマーとして、具体的には、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−ｎ−プロピルスチレン、α−イソプロピルスチレン、α−ｎ−ブチルスチレン、α−ｔ−ブチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−エチルスチレン、ｍ−エチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｏ−イソプロピルスチレン、ｍ−イソプロピルスチレン、ｐ−イソプロピルスチレン、ｏ−ｔ−ブチルスチレン、ｍ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン等のアルキル置換スチレンを例示することができ、ポリスチレン系樹脂としては、これらのモノマーの単独ポリマーや、又は２種以上の共重合体であってもよく、共重合体としてはランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等いずれのものであってもよい。
【００２７】
また、上記ゴム変性ポリスチレン系樹脂としては、合成ゴムをポリスチレンに配合したいわゆる耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）と呼ばれるものであればどのようなものでもよく、その配合方法も、ゴムとポリスチレン、すなわちポリマー同士を機械的にブレンドするか、あるいは両者をラテックス状で混合する方法や、スチレンモノマーにゴムを溶解して重合させる方法等いずれの方法によってもよいが、ゴム状重合体の存在下にスチレン系モノマーを重合する方法が好ましい。このようなゴム状重合体の存在下にスチレン系モノマーを重合する方法により得られる耐衝撃性ポリスチレンは、ゴムにポリスチレンの側鎖がついたグラフト共重合体であり、かかる耐衝撃性ポリスチレンはマトリクスを形成するポリスチレン中に軟質成分粒子が分散して存在する構造を有し、軟質成分粒子としては、一般にサラミ構造又は単一オクルージョン構造と呼ばれるゴム状重合体にポリスチレンがオクルードされた構造を有するものが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、スチレン系モノマーとしては、上記のＧＰＰＳと同様のスチレン系モノマーを例示することができ、ゴム状重合体としては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン等を例示することができ、中でも、スチレン−ブタジエン共重合体が特に好ましい。かかるスチレン−ブタジエン共重合体としては、ＳＢＲ系の熱可塑性ゴムを挙げることができ、ＳＢ又はＳＢＳの構造をもつスチレン−ブタジエンブロック共重合体、又はこれらを完全又は部分水素添加したＳＥＢＳ等も用いることができる。
【００２８】
基材層に含有されるゴム変性ポリスチレン系樹脂として、耐衝撃性ポリスチレン単独、又は、耐衝撃性ポリスチレンとスチレン−ブタジエン共重合体とからなる組成物、中でも、耐衝撃性ポリスチレン１００〜７０重量％とスチレン−ブタジエン共重合体０〜３０重量％とからなる組成物、特に、ゴム状重合体の存在下にスチレン系モノマーを重合して得られ、マトリクスの重量平均分子量が１５万〜３０万であって、スチレン含量が８２〜９４重量％、ゴム含量が６〜１５重量％、流動パラフィン量が０〜３．０重量％である耐衝撃性ポリスチレン（以下、「耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）」という）１００〜７０重量％と、スチレン含量が３０〜９０重量％、ブタジエン含量が７０〜１０重量％であるスチレン−ブタジエン共重合体（以下、「スチレン−ブタジエン共重合体（Ｂ）」という）０〜３０重量％とからなる組成物を含有するものは、シートの冷間成形による塑性変形を可能とし、シートの冷間成形により得られる二次成形加工品（合成樹脂製成形蓋）が優れた耐衝撃性と保形性とを兼備することから特に好ましい。
【００２９】
上記耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）のゴム含量が６重量％以上、好ましくは９重量％以上であれば、冷間成形時にシートが破断することがなく、ゴム含量が１５重量％以下であれば、冷間成形によりシートが一層塑性変形し易くなり、得られる二次成形加工品が充分な保形性を有するものとなることから好ましい。また、耐衝撃性ポリスチレンのゴム量は、製造時に使用したゴム量から計算する方法、あるいは、既知のゴム量を含有する耐衝撃性ポリスチレンを標準サンプルとして、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）法により検量線を作成して、評価する方法によって求めることができる。
【００３０】
また上記耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）の流動パラフィンの含量が、３．０重量％以下、好ましくは２．０重量％以下であれば、冷間成形によりシートが一層塑性変形し易くなり、得られる合成樹脂製成形蓋が充分な保形性を有するものとなることから好ましい。かかる流動パラフィンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等のシクロパラフィンなどを具体的に例示することができるが、食品包装材料に使用可能な白色鉱油（アルキルナフテン炭化水素の混合物で平均重量分子量３００〜６００程度の鉱油）を好適に例示することができる。
【００３１】
上記耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）の中でも、マトリクスの重量平均分子量が１５万〜３０万、特に２０万〜２５万の範囲のもが好ましく、マトリクスの重量平均分子量が１５万以上であれば、冷間成形されて得られる合成樹脂製成形蓋が、より適切な強度を有する樹脂製蓋となり、３０万以下であれば、冷間成形によりシートが一層塑性変形し易くなり、得られる合成樹脂製成形蓋が充分な保形性を有するものとなることから好ましい。上記耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）のマトリクスの分子量は、次の方法により測定することができる。すなわち、耐衝撃性ポリスチレン１ｇをメチルエチルケトン／メタノール混合溶媒（２０／３体積比）３０ｍｌに溶解させる。次に遠心分離でマトリクス部分と不溶成分である軟質成分粒子とを分離し、不溶成分以外の上澄み液をデカンテーションにより取り出し、それをメタノール約５００ｍｌに攪拌しながら徐々に入れ、ポリマー部分を沈殿させる。ポリマー部分をろ過分別し、乾燥によりメタノールを除去し、得られた乾燥サンプルを濃度が２ｍｇ／ｍｌになるようにテトラヒドロフランに溶解させた溶解液をゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いてマトリクスの分子量を測定する。使用するＧＰＣは検出器として示差屈折率計（ＲＩ検出器）を備えたものとし、分子量は市販の単分散ポリスチレンを用いて求めた検量線によって算出することができる。
【００３２】
また、上記耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）の中でも、含有される軟質成分粒子の膨潤度が３０以下のものが好ましい。軟質成分粒子の膨潤度が３０以下であれば、冷間成形によりシートが一層塑性変形し易くなり、得られる合成樹脂製成形蓋が充分な保形性を有するものとなる。上記膨潤度は次の方法により測定することができる。すなわち、耐衝撃性ポリスチレン０．４ｇを１８ｍｌのトルエンに溶解し、２時間以上放置する。得られたトルエン溶液を遠心分離機（４５００ｒｐｍ×２時間）にかけ、不溶分を分離する。上澄み液を捨て、不溶分を秤量し、その重量をａとする。次に、該不溶分を真空乾燥機にて乾燥し、乾燥後の重量をｂとする。膨潤度はａ／ｂにより求めることができる。
【００３３】
さらに、上記耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）の中でも、含有される軟質成分粒子の平均粒子径が０．５〜１０μｍ、特に１〜５μｍのものが好ましい。０．５μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であれば、シートの冷間成形時にシートが破断することがなく、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であれば、冷間成形によりシートが一層塑性変形し易くなり、得られる合成樹脂製成形蓋が充分な保形性を有するものとなる。上記軟質成分粒子の平均粒子径は次の方法により測定することができる。すなわち、耐衝撃性ポリスチレンをメチルエチルケトンに濃度が約１％となるように溶解させる。この試料溶液をレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所株式会社製  ＳＡＬＤ１１００）を用いてレーザー光を照射し、発生した回折光及び散乱光の像を検出し、像のパターンと強度により粒子の大きさ及び量を計算する。平均粒子径は積算体積分布において、５０％の粒子径を用いることができる。
【００３４】
他方、上記スチレン−ブタジエン共重合体（Ｂ）の中でも、スチレンの含量が３０〜９０重量％、ブタジエンの含量が１０〜７０重量％のものが、より優れた保形性と耐衝撃性とを付加しうる点で好ましい。
【００３５】
用いられる樹脂シートにおける基材層には、必要に応じて、各種添加剤、例えば酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、離型剤、難燃剤、難燃助剤、顔料、染料、カーボンブラック、帯電防止剤などの添加剤を配合することや、基材層の性能を損なわない範囲で、有機系微粒子や無機系微粒子を添加することもできる。また、樹脂シートにおける基材層の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば、開口容器等の樹脂成形品との間において剥離が必要となる合成樹脂製成形蓋を作製するポリスチレン系樹脂シートの場合、５０μｍ〜１ｍｍの範囲が好ましい。
【００３６】
用いられる樹脂シートにおける基材層の一方の片面又は両面に積層される機能層は、接着性、帯電防止性、耐磨耗性、美観性、耐候性、耐ガスバリア性等を向上させる種々の機能を付与するために設けられ、例えば、シーラント層、帯電防止層、印刷層、バリア層等を挙げることができる。機能層は各機能をそれぞれ有する多層で構成されるものであっても、また、複数の機能を兼備する一層で構成されるものであってもよく、これらの機能層を備えた樹脂シートとして、例えば、基材層の両面又は一方の片面にシーラント層が積層されたもの、基材層の表裏にシーラント層と帯電防止層とがそれぞれ積層されたもの、基材層の一方の面にシーラント層が積層され、他方の面に印刷層、帯電防止層が順次設けられたもの、更に、シーラント層と基材層との間にバリア層が積層されたもの等を例示することができる。また、これらの機能層には、必要に応じて、適宜酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、ミネラルオイル、外潤剤等の添加剤を配合してもよく、本性能を損なわない範囲で、有機系微粒子や無機系微粒子を添加することもできる。
【００３７】
上記シーラント層や帯電防止層等の機能層の作製方法としては、各機能に応じた成分、例えば接着成分や帯電防止剤等を含有する塗布液を基材層の片面あるいは両面に塗布し、乾燥する方法や、これらの成分を樹脂原料に混練しフィルムを作製し、これをラミネートする方法等が挙げられる。塗布方法としてはロールコーター、ナイフコーター、グラビアナイフコーター、噴霧等の方法を採用することができ、予め基材層表面をコロナ放電処理法、オゾン処理法、プラズマ処理法等で改質してもよい。また、ラミネート用機能性フィルムの場合、基材層と同種の樹脂を含有するものが好ましく、例えば基材層が上述のポリスチレン系樹脂を含有する場合、ＧＰＰＳ及び／又はスチレン−ブタジエン共重合体を含有するものが好ましい。
【００３８】
上記機能層としてのシーラント層は、樹脂シートから成形される合成樹脂製成形蓋と樹脂成形品（容器本体等）との固着強度を調整するために、基材層の両面又は片面に直接的又は間接的に積層される。樹脂成形品と合成樹脂製成形蓋間において指で剥離する必要がある場合等、固着強度の調整を図る必要がある場合には、シーラント層を設けることが好ましいが、樹脂成形品と合成樹脂製成形蓋とが同種の樹脂から作製され、高い固着強度が好ましい樹脂製蓋の場合など、固着強度の調整を図る必要がない場合には、とりわけ設けなくてもよい。シーラント層の構成成分やその厚み等は、シーラント層を介して固着される合成樹脂製成形蓋と樹脂成形品の成分やその固着方法（例えば、物理的熱融着や化学的接着等）に応じて適宜選択することができる。化学的接着における接着剤成分としては、澱粉、にかわ、デキストリン、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等のビニル系ポリマー、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム等のゴム、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド等を挙げることができるが、かかる接着剤成分の塗布により形成したシーラント層による化学的接着よりも、固着部位を調節する必要がないラミネート用シーラントフィルムによる物理的熱融着が好ましい。また、一般にシーラント層の厚さとしては、１０〜５０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００３９】
ラミネート用シーラントフィルムにより固着する場合、例えば、ポリスチレン系樹脂を主成分として含有する樹脂成形品と合成樹脂製成形蓋を超音波溶接する場合におけるシーラント層としては、基材層と同種の樹脂を主成分として含有するシーラントフィルムを好適に例示することができ、樹脂成形品や基材層と同種のポリスチレン系樹脂に他の熱可塑性樹脂を混合させると、その混合量により剥離強度を調節することができる。また、熱可塑性エラストマーやエチレン系共重合体等の粘着性に優れるものを主体としたシーラントフィルムを好適に例示することができる。上記エチレン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体等を挙げることができる。シーラント層には、必要に応じて、各種添加成分、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、顔料、カーボンブラック、ミネラルオイル、外潤剤等の添加剤を配合することができる。また、シール機能を損なわない範囲で、有機系微粒子や無機系微粒子を添加することもできる。
【００４０】
かかるシーラント層と基材層との接着強度は、３Ｎ／１５ｍｍ幅以上、特に５〜８Ｎ／１５ｍｍ幅が好ましい。かかるシーラント層と基材層との接着強度が３Ｎ／１５ｍｍ幅以上であれば、樹脂成形品に固着された合成樹脂製成形蓋を指で剥離するとき、シーラント層と基材層間のデラミネーションの発生を抑制することができ、樹脂成形品と蓋との間において剥離され、基材層とシーラント層との間におけるデラミネーションに起因するシーラント層の裂片が樹脂成形品に付着して残存することを回避することができ、５〜８Ｎ／１５ｍｍ幅以上であればより顕著な効果が得られる。接着強度は、ＪＩＳ−Ｋ６８５４に準拠した次の方法により測定することができる。すなわち、引張試験機を用いて、基材層とシーラント層のそれぞれの未接着部分をチャックで挟み、両層の開度を１８０°として、引張速度３００ｍｍ／分で引張り、そのときの荷重を測定する。その荷重を接着幅１５ｍｍあたりに換算することにより、接着強度を求めることができる。また、樹脂成形品と樹脂製蓋間のより一層良好な剥離性が要求される場合は、快適なピール性を得るために、機能層の可撓性を基材層のそれより大きく、硬度を基材層のそれより小さくすることが好ましい。
【００４１】
上記機能層としての帯電防止層は、摩擦帯電を抑制し樹脂シートから合成樹脂製成形蓋の連続成形を可能とするために設けられる。かかる帯電防止層は、通常、上記シーラント層の積層面と反対側表面に、基材層に対して直接的又は間接的に積層される。かかる機能層が備えられたシートは、連続冷間成形を行う場合、金型部において、シートと金型が摩擦され合成樹脂製成形蓋が著しく帯電し、その結果、得られた樹脂製蓋が金型に付着して離型されず次に供給されるシート等と樹脂製蓋が重なったり、金型周辺部やシュター部分に帯電付着したり、成形直後の樹脂製蓋が宙を舞うこと等により、合成樹脂製成形蓋の取出し・送りが困難で搬送が不可能となることを防止することができる。このような合成樹脂製成形蓋の帯電は、シートの表面の導電性を改良すること、及び／又は、シート表面の滑り性をよくすることにより防止することができる。導電性の改良として、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して測定したシート表面の表面固有抵抗値を１０6〜１０14Ωとすることが好ましく、また、滑り性をよくすることとして、ＪＩＳ−Ｋ７１２５に準拠し測定したシート表面の静摩擦係数を０．１〜０．４とすることが好ましい。
【００４２】
シート表面の表面固有抵抗値を１０6〜１０14Ωとするには、例えば、帯電防止層として、帯電防止剤や防曇剤等の界面活性剤、親水性高分子等の導電性物質をシートの表面に塗布して作製するか、あるいは、帯電防止剤や防曇剤等を樹脂に練り込んでシートとして作製することができる。例えば、ポリスチレン系樹脂シートの場合、ポリスチレン系樹脂の基材層表面に導電性物質等を塗布して帯電防止層を形成する場合は、塗布量は２０〜５００ｍｇ／ｍ2の範囲が好ましく、ポリスチレン系樹脂シートの表面固有抵抗値が１０14Ωより大きいと、前記のように、連続成形時の摩擦帯電が著しく、樹脂製蓋が金型部に付着し、取り出し・送りが困難となる可能性がある。また、シート表面の静摩擦係数を０．１〜０．４とするには、例えば、機能層として、ポリシロキサン樹脂等の表面滑性剤をシートの表面に塗布して作製するか、表面滑性剤等を樹脂に練り込んでシートとして作製することができる。機能層の作製にあたり、ポリシロキサン樹脂はオイルであっても水性エマルジョンのどちらの形態でも使用でき、塗布する場合は０．１〜５０ｍｇ／ｍ2の範囲の塗布量が好ましい。なお、前記のように、帯電防止剤や表面滑性剤等を基材層の原料樹脂に直接練り込むことにより、所定の表面固有抵抗値や静摩擦係数を有する帯電防止効果を備えた帯電防止層に代えることができる。
【００４３】
上記機能層としての印刷層は、合成樹脂製成形蓋の商品表示や、表面装飾のために設けられ、基材層の表面に設けられるものであっても、基材層に積層される他の機能層との間に設けられるものであってもよいが、基材層の両面又は一方の片面に他の機能層を有する場合は、基材層と他の機能層との間に設けることが、冷間成形時のシートと金型等との摩擦による印刷面の脱落・損傷がなく好ましい。印刷層の形成方法としては、基材層の表面に印刷を施すことにより形成する方法や、基材層の表面に施された印刷面上に他の機能層を積層することにより形成する方法や、フィルムとして作製された他の機能層の裏面に印刷を施し印刷層をも兼用させ、この印刷層兼用フィルムを印刷面が基材層に接触するように積層して形成する方法や、また、別途フィルムに印刷を施したものを印刷層とし、このフィルムを基材層と他の機能層との間にラミネートして形成する方法等が挙げられる。また、印刷層は金属光沢を加飾したものであってもよい。
【００４４】
上記機能層としてのバリア層は、シートに光やガス等に対する耐候性、ガスバリア性等を付与し、シートから成形される加工品が容器やその蓋、包装材等の場合、その収納物の変質を防止するため、保香性機能や、水蒸気・有害ガスの透過防止機能を付加するために設けられる。バリア層は、通常、ガス不透過性のフィルムとして作製され、基材層の表面や、基材層の両面又は一方の片面に他の機能層が設けられる場合は、他の機能層と基材層との間、例えば、シーラント層と基材層との間に設けられる。上記ガス不透過性のフィルムとしては、基材層を構成する樹脂成分を含む樹脂から作製される樹脂フィルムが好ましく、必要に応じて、紫外線吸収剤等を含有させることもできる。かかるバリア層を形成するガス不透過性のフィルムの厚さは、通常１０〜１００μｍの範囲のものである。
【００４５】
ところで、前記のように、冷間成形用樹脂シートには、加熱することなく通常室温で、雌金型に対して雄金型で押し込み、高速でプレスすることにより、型付け、曲げ、剪断、絞り等の塑性変形を伴う冷間成形加工が施されるが、このときの樹脂シートの塑性変形をモデル的に評価する手法として、室温における高速衝撃試験が有効であると考えられ、かかる観点からして、冷間成形用樹脂シートは、ＡＳＴＭ−Ｄ３７６３に準拠した落錘衝撃試験方法で測定した際の伝播エネルギーや最大荷重時変位が特定の値を有することが好ましい。
【００４６】
例えば、冷間成形用シートがポリスチレン系樹脂を含有する場合、ＡＳＴＭ−Ｄ３７６３に準拠した落錘衝撃試験方法で測定した１５０μｍ厚みシートにおける伝播エネルギーが、０．０１５Ｊ以上、特に０．０２Ｊ以上であることが好ましい。伝播エネルギーが０．０１５Ｊ以上であれば、シート材料が破断することなく十分に塑性変形し得られる合成樹脂製成形蓋が均一な形状となり保形性を有するものとなり、０．０２Ｊ以上であればかかる効果がより顕著なものとなる。ここで、落錘衝撃試験の伝播エネルギーとは、落錘衝撃試験で得られる破壊に要する全吸収エネルギーのうち、最大荷重時変位から破断時変位までの間の吸収エネルギーのことである。なお、落錘衝撃で得られた測定値は、ホルダーはφ４５ｍｍ、撃芯はφ１３ｍｍの錘型を用い、撃芯の落下速度５．０Ｍ／ｓｅｃで測定した値である。
【００４７】
同様に、冷間成形用シートがポリスチレン系樹脂を含有する場合、ＡＳＴＭ−Ｄ３７６３に準拠した落錘衝撃試験方法で測定した１５０μｍ厚みシートにおける最大荷重時変位が１０．０ｍｍ以下、特に９．５ｍｍ以下であることが好ましい。最大荷重示変位が、１０．０ｍｍ以下であればシート材料が破断することなく十分に塑性変形し得られる合成樹脂製成形蓋が均一な形状となり保形性を有するものとなり、９．５ｍｍ以下であればかかる効果がより顕著なものとなる。ここで、落錘衝撃試験における最大荷重時変位とは、荷重が最大になる時点の変位量（落錘先端と試験片シート表面の間の変位量）のことである。なお、落錘衝撃で得られた測定値は、ホルダーはφ４５ｍｍ、撃芯はφ１３ｍｍの錘型を用い、撃芯の落下速度５．０Ｍ／ｓｅｃで測定した値である。
【００４８】
用いられる冷間成形用樹脂シートは、白着色等着色することもできる。特に、シートがポリスチレン系樹脂を含有する場合、基材層や機能層のいずれか一方、あるいは双方が白着色されたものが好ましい。ポリスチレン系樹脂を含有するシートを成形加工した場合、塑性変形を生じた折れ曲がり部分は白化するため、これらの層自体が予め白着色されたものは塑性変形による折れ曲がり部分の白化を不鮮明化できる。これらの層を白着色するにはチタニウムオキサイドや、ジンクオキサイド等の白色顔料、染料を原料樹脂に０．５〜８重量％の範囲で添加してシートを作製することができる。
【００４９】
用いられる冷間成形用樹脂シートは、シート押出装置やプレス加工装置等を用いて公知の方法により製造することができる。例えば、基材層と機能層とをシート押出装置を用いて同時に共押出する方法や、基材層と機能層とを２液反応接着剤等を用いてドライラミネートする方法や、基材層と機能層とを熱ラミネート方式（thermal lamination）によりラミネートする方法や、基材層上に機能層を押出しコーティングする方法や、基材層上や機能層上に印刷を施す方法により、あるいは、これら方法を適宜併用することにより、基材層単層として又は基材層と１又は２以上の機能層との積層体として製造することができる。
【００５０】
以上、冷間成形用樹脂シートについて詳細に説明したが、冷間成形用樹脂シートの厚さは、合成樹脂製成形蓋の種類・形状によって異なり、特に限定されるものではなく、通常、フィルムとして認識されている厚さ０．２ｍｍ以下のものや、薄板として認識されている厚さ１ｍｍ以上のものも冷間成形用樹脂シートに含まれるが、冷間成形用樹脂シートがポリスチレン系樹脂を含有するシートの場合、厚さが５０μｍ〜１ｍｍ、中でも８０μｍ〜３００μｍのものが好ましい。シートの厚さが５０μｍ以上であれば、ポリスチレン系樹脂シートから強度を備えた合成樹脂製成形蓋を作製することができ、８０μｍ以上であればその効果がより顕著なものとなる。また、１ｍｍ以下であれば、冷間成形時シート材料が塑性変形し保形性を有する樹脂製蓋を得ることができ、３００μｍ以下であればその効果がより顕著なものとなる。
【００５１】
冷間成形用樹脂シートは、一対のフォーマ（雄金型）と成形ダイス（雌金型）の間に包材シートを挟み、シートを成形ダイスに対してフォーマで押し込み、高速でプレスすることによって、樹脂製の包材シートを塑性変形させ賦型させる、いわゆるプレス成形方法に適用される。塑性変形は材料が弾性限度を超えたときに生じる変形であり、材料に降伏点以上の応力を負荷することにより変形が著しくなり、保形性を有する樹脂製蓋を得ることができ、成形圧力は樹脂シートの種類や、樹脂製蓋の形状等により適宜選択することができ、特に制限されない。上記のように、高速でのプレスは通常加熱することなく室温又は常温で実施されるが、場合によっては、低温加熱下、実質的に樹脂シートを構成する樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で行うこともでき、例えば、樹脂シートがポリスチレン系樹脂シートの場合は、８０℃未満、好ましくは、１０〜６０℃の温度範囲、更には、常温又は室温で行うことができる。
【００５２】
また、合成樹脂製成形蓋が固着される容器本体（樹脂成形品）は、材質、形状・形態等何ら制限されるものではない。樹脂成形品の材質としてはどのようなものでもよいが、合成樹脂製成形蓋と同種の樹脂が好ましく、例えば、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂、ＡＳ（スチレン−アクリロニトリル共重合体）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）系樹脂、ＡＸＳ（アクリロニトリルとスチレン成分を有するターポリマー）樹脂等のＰＳ系樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂等のＰＥＴ系樹脂や、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）樹脂等のポリエチレン系樹脂や、ポリプロピレン系樹脂、その他のポリオレフィン系樹脂や、ポリアセタール系樹脂や、ポリカーボネート樹脂等を含有するものを例示することができ、これらの１種又は２種以上を含有するものであってもよく、これらのうち、特に、ＰＳ系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＰＥＴ系樹脂を含有するものが好ましい。また、これらの樹脂には、適宜、可塑剤、安定剤、難燃剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤等の添加剤や、強化剤、充填剤等の副資材添加剤が加えられていてもよい。かかる樹脂を含有する樹脂成形品の形状・形態としては、フィルム、シート、板、棒、パイプ、ラミネート体、繊維、ネット、不織布、各種容器、包装用材、各種機器の部品等、いずれのものであってもよく、その成形方法も、圧縮成形、トランスファ成形、積層成形、射出成形、押出成形、吹込成形、カレンダ加工、注型等、いずれの方法によってもよい。
【００５３】
上記シール装置としては、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器としうる装置であれば接着装置や溶接（融着）装置等特に制限されず、溶接（融着）装置としては、熱板溶接装置、熱風溶接装置、インパルス溶接装置、超音波溶接装置等を例示することができるが、これらのうち、より均一かつ高速で溶接しうる点で超音波溶接装置、中でも、成形蓋と容器本体を加圧する加圧方向と平行する軸を中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる超音波シール装置（ＰＣＴ／ＪＰ０２／０２２２５参照）を好適に例示することができる。例えば、開口樹脂容器と、シーラント層を有する樹脂シートから作製した蓋との超音波溶接としては、通常の超音波溶接装置の他、特定の用途向けの特定仕様の超音波溶接装置を用いて行うことができ、周波数１５〜５０ｋＨｚ、好ましくは、２０〜４０ｋＨｚ、振幅１６〜１２６μｍｐｐ、好ましくは、４０〜８０μｍｐｐの超音波を接着面に与えることにより行うことができる。かかる超音波溶接の条件としては、例えば、ポリスチレン系樹脂容器開口に冷間成形された蓋を密封し密封容器とする場合、周波数２０〜４０ｋＨｚ、出力５０〜１００ｗ／個、照射時間０．２〜１秒等が好ましく、このような条件下で溶接された飲料容器等の樹脂容器の蓋は指で剥離することができ、かつ密封容器を不注意により落下させても蓋が剥離しない剥離強度が得られる。また、接着装置としては、各種接着剤を樹脂製蓋又は樹脂成形品の所定表面に塗布したり、冷間成形用樹脂シートに接着剤成分を含有したシーラント層を設け、例えば、樹脂製蓋を樹脂成形品から指で剥離することができる程度の固着強度が得られるようなシーラント層とすることにより、固着強度を調整して適宜加圧、溶着しうる装置等を例示することができる。
【００５４】
かかる樹脂成形品と合成樹脂製成形蓋間の固着強度としては、剥離強度が、ＪＩＳ−Ｋ６８５４による１８０°剥離試験において６〜２０Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲であることが好ましく、更に８〜１５Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲であることがより好ましい。剥離強度は、樹脂成形品と同種の組成の樹脂原料から作製したシートと冷間成形用樹脂シートとを、例えば超音波溶接法で溶接し、両シートの開度を１８０°として剥離強度（１８０°剥離）を測定したときの値であり、剥離強度が６Ｎ／１５ｍｍ幅以上であれば、樹脂成形品が飲料容器の場合、内容物が充填された状態で落下しても、蓋が容器から剥がれ、内容物が漏れることがなく、また、剥離強度が２０Ｎ／１５ｍｍ幅以下であれば蓋を手で剥離することが困難になるということがない。剥離強度が、８〜１５Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲であると、上述の効果がより確実に得られるためより好ましい。
【００５５】
合成樹脂製成形蓋は、基本的には冷間成形用樹脂シートが保有する形態や物性を有している。すなわち、単層構造として基材層のみで構成されるものであってもよいが、基材層の両面又は一方の片面に積層される機能層を有するものであってもよく、機能層として、接着機能を有するシーラント層や、帯電防止機能を有する帯電防止層や、その他、印刷層や、バリア層等を挙げることができる。上記基材層としては、耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）１００〜７０重量％と、スチレン−ブタジエン共重合体（Ｂ）０〜３０重量％とからなる組成物を含有するものが好ましく、更に、耐衝撃性ポリスチレン（Ａ）が、３０以下の膨潤度と０．５〜１０μｍの範囲の平均粒子径とを有する軟質成分粒子を有することが、優れた保形性を有する蓋を得ることができるため、好ましい。また、上記機能層として積層されるシーラント層、帯電防止層、印刷層、バリア層等は、冷間成形用樹脂シートにおけるこれら機能層と同様の機能、構成を有するものである。
【００５６】
合成樹脂製成形蓋を備えた密封容器は、蓋と樹脂容器が同種の樹脂を主成分として含有することが、リサイクル性の向上の点で好ましい。特に、蓋と樹脂容器が共にポリスチレン系樹脂を主成分として含有するものは、引張り強さ、耐熱性、耐光性、成形性、表面光沢性に優れ好ましく、更に、耐衝撃性ポリスチレンを主成分として含有する樹脂シートを用いて作製されたものは、容器を不注意で落下させても傷が生じることがなく耐衝撃性に優れるため好ましい。また、超音波溶接法等によって、蓋と開口樹脂容器との間の剥離強度が、１８０°剥離試験において６〜２０Ｎ／１５ｍｍ幅に相当する範囲にあると、ストローで蓋を突き刺したとき、蓋と樹脂容器との間に剥離を生じることがなく、樹脂容器内に収納される飲料を飲用することができる。
【００５７】
上記二次蓋成形装置としては、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形しうる装置であれば特に制限されず、ここで「最終蓋形状」とは、従来のアルミ泊層を基材とする蓋材を用いた製品容器における蓋形状と略同等の蓋形状を意味し、かかる二次蓋成形装置としては、密封容器の蓋スカート部の絞り手段又は絞り／捻（ねじ）り手段を有する装置や、熱収縮する合成樹脂製成形蓋における蓋スカート部の加熱手段を有する装置を例示することができる。ここで、「密封容器の蓋スカート部の絞り手段」とは、密封容器の蓋スカート部を絞る若しくは締めつける手段をいい、また「密封容器の蓋スカート部の絞り／捻り手段」とは、密封容器の蓋スカート部を絞った状態若しくは締め付けた状態で、蓋スカート部又は密封容器本体を捻る手段、あるいは、密封容器の蓋スカート部を絞った状態若しくは締め付けた状態で、蓋スカート部と密封容器本体とを互いに反対方向に捻る手段をいう。かかる絞り手段又は絞り／捻り手段による密封容器の蓋スカート部の絞り工程又は絞り／捻り工程の前工程として、加熱手段により密封容器の蓋スカート部を加熱する工程を設けることが好ましい。また、上記熱収縮する合成樹脂製成形蓋の蓋材としては、冷間成形可能で熱収縮するものであればどのようなものでもよく、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等の熱により収縮する合成樹脂シートを例示することができる。
【００５８】
上記絞り手段を有する二次蓋成形装置としては、載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入孔若しくは嵌入凹部に嵌入しうる手段を有する二次蓋成形装置を挙げることができる。また、絞り／捻り手段を有する二次蓋成形装置としては、載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する絞り手段と、蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部及び／又は密封容器本体を捻る手段、すなわち、蓋スカート部又は密封容器本体を捻る手段、あるいは、蓋スカート部と密封容器本体とを互いに反対方向に捻る手段とを有する二次蓋成形装置の他、搬送速度に速度差がある搬送コンベアとスクリューコンベアとの組合せにより密封容器を強制的に回転移送させ、この回転移送途中の密封容器の蓋スカート部に、移送方向と反対方向かつ回転方向と同方向に回転する歯付きベルト等を接触させ、蓋スカート部と歯付きベルト等の摩擦により、密封容器の蓋スカート部に捻りを生じさせる二次蓋成形装置を挙げることができる。
【００５９】
上記の載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する絞り手段としては、密封容器を載置する容器台と、容器台に載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する雌型成形部材と、容器台及び／又は雌型成形部材を、密封容器の蓋スカート部が雌型成形部材の嵌入孔若しくは嵌入凹部に嵌入・退出することができるように近接離間移動させる昇降機構を有する絞り手段を例示することができる。例えば、容器台は直進搬送される搬送コンベアであってもよく、この場合、成形手段をボックスモーション動作させて、密封容器上端部が成形手段の成形孔に挿入・退出されるようにすればよい。上記雌型成形部材としては、単に容器台に載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する雌型成形部材（単純嵌入タイプ雌型成形部材）や、その円筒状中空部分内で往復動自在に設けられ、その下端部に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する押出ピストンと、押出ピストンを成形孔の開口端に向けて付勢する手段とを有する雌型成形部材（押出ピストン嵌入タイプ雌型成形部材）を例示することができる。
【００６０】
また、上記の蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部及び／又は密封容器本体を捻る手段における蓋スカート部捻り手段としては、単純嵌入タイプ雌型成形部材においては密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する雌型成形部材を回転させる手段や、特に押出ピストン嵌入タイプ雌型成形部材においては押出ピストンを回転させる手段を挙げることができ、かかる回転させる手段としては、雌型成形部材や押出ピストンのピストンロッドに直結した小型サーボモータで回転させる手段や、雌型成形部材や押出ピストンのピストンロッドに固定された歯車を複数のプーリーに架け渡された歯付ベルトで回転させる手段を例示することができ、また、密封容器本体捻り手段としては、搬送速度に速度差がある搬送コンベアとスクリューコンベアとの組合せにより密封容器を移送して密封容器本体を回転させる手段や、密封容器本体が容器ホルダにより固定された容器台を、密封容器本体の長手方向軸線を回転軸として密封容器本体を回転させる手段をを例示することができる。
【００６１】
前記加熱手段としては、密封容器の蓋スカート部を加熱することができる手段であれば特に制限されないが、蓋スカート部全周を加熱、特に均一に加熱することができる手段が好ましい。例えば、密封容器の蓋スカート部に向けて熱風を噴射する熱風ノズルを例示することができ、この場合、密封容器の長手方向軸線を回転軸として密封容器を回転移送させる回転手段をも備えていることが好ましい。さらに、密封容器を回転移送させる搬送経路上方に、熱風カバーを設けることがより好ましい。この他、前記雌型成形部材の密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部付近に加熱機構を備えた加熱手段を好適に例示することができる。
【００６２】
上記の二次蓋成形装置の中でも、実施例に記載されているような、密封容器を載置する容器台と、容器台に載置された密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する雌型成形部材と、容器台及び／又は雌型成形部材を、密封容器の蓋スカート部が雌型成形部材の嵌入孔若しくは嵌入凹部に嵌入・退出することができるように近接離間移動させる昇降機構を有し、上記雌型成形部材が、その円筒状中空部分内で往復動自在に設けられ、その下端部に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入孔若しくは嵌入凹部を有する押出ピストンと、押出ピストンを成形孔の開口端に向けて付勢する手段とを有し、押出ピストンのピストンロッドに固定された歯車を複数のプーリーに架け渡された歯付ベルトで回転させ、蓋スカート部が絞られた状態で、蓋スカート部を捻る手段を備えたものを好適に例示することができ、中でも、蓋スカート部が絞られた状態で蓋スカート部を捻る前に密封容器の蓋スカート部を加熱する加熱手段、例えば、密封容器の蓋スカート部に向けて熱風を噴射する熱風ノズルと、密封容器の長手方向軸線を回転軸として密封容器を回転移送させる回転手段とを備えている加熱手段を有するものが特に好ましい。
【００６３】
以下、図面により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
【００６４】
図１には、本発明の充填包装機械の一実施態様が全体平面図で示されている。図１に示すように、本発明の充填包装機械は、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置Ａ、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置Ｂ、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置Ｃ、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置Ｄ、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置Ｅ、及び、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置Ｆを備えている。
【００６５】
上記容器供給装置Ａは、容器整立装置Ａ−１、搬送コンベアＡ−２、スクリューコンベアＡ−３を備え、容器整立装置Ａ−１では、任意の向きで供給されるボトル状合成樹脂製容器を、その上端開口部が上方を向くように整立して搬送コンベアＡ−２へ１列に載置する。搬送コンベアＡ−２に載置された容器は下流側に搬送され、搬送コンベア下流部でスクリューコンベアＡ−３によって所定ピッチに整列される。整列された容器は、入口スターホイルＡ−４を介して充填装置Ｂへ供給される。充填装置Ｂでは、装置内を容器が回転移動中する間に容器内に内容物が充填される。内容物が充填された容器は中間スターホイルＢ−８に移替えられる。
【００６６】
充填包装機械の充填装置Ｂの近傍には一次蓋冷間成形装置Ｃが設けられている。一次蓋冷間成形装置Ｃでは、合成樹脂製シート状蓋材Ｓを略円盤状に打ち抜くと共に、打ち抜かれた蓋材を断面略コの字状、すなわち円盤状蓋本体Ｐ−２１と、蓋本体周縁部から垂下状に設けられたスカート部Ｐ−２２よりなる蓋Ｐ−２に成形する（図７参照）。成形された蓋Ｐ−２は、中間スターホイルＢ−８で搬送されている容器の上端開口部に被せられる。
【００６７】
次いで、内容物が充填され蓋が被せられた容器は、シール装置Ｅへ供給される。シール装置Ｅでは、装置内を容器が移動する間に容器に蓋がシールされ密封される。密封された容器は、搬送コンベアＦ−４に載置される。搬送コンベアＦ−４に載置された容器は下流側に搬送され、搬送コンベア下流部でスクリューコンベアＦ−３によって所定ピッチに整列される。整列された容器は、入口スターホイルＦ−５を介して二次蓋成形装置Ｆへ供給される。二次蓋成形装置Ｆでは、装置内を容器が移動する間に、容器にシールされた蓋を二次成形し、最終形状の容器とする。最終形状の容器は、出口スターホイルＦ−７を介して搬送コンベアＦ−４へ排出される。
【００６８】
図２には、充填装置Ｂの縦断面図が示されている。図２に示すように、充填装置Ｂは、平面視円形の充填液タンクＢ−１と、充填液タンク周縁部下面に等間隔で下向きに所定数設けられた充填ノズルＢ−２と、充填ノズル下方の充填ノズル対応位置に設けられた容器載置台Ｂ−３と、容器載置台Ｂ−３が取り付けられている回転台Ｂ−４を有している。回転台Ｂ−４と充填液タンクＢ−１は、充填装置駆動軸Ｂ−５に固定されており、該駆動軸Ｂ−５によって一体的に回転する。容器載置台Ｂ−３は、回転台Ｂ−４に固定され回転台から上方に延びた固定部Ｂ−３１と、固定部Ｂ−３１に上下方向に摺動自在に嵌め被せられ、その上端が頂面により閉鎖された上端閉鎖筒状移動部Ｂ−３２とよりなる。移動部Ｂ−３２は、固定部Ｂ−３１中程に上方に向けて設けられたバネＢ−３３によって上方に付勢されている。移動部Ｂ−３２の下部外方には外向きにローラ軸Ｂ−３４が設けられており、ローラ軸Ｂ−３４には回転自在なローラＢ−３５が設けられている。容器載置台Ｂ−３の外方には、ローラＢ−３５に当接して移動部Ｂ−３２の位置を規制するカムＢ−６が設けられている。移動部Ｂ−３２の頂面には水平断面略Ｕ字状の容器ホルダＢ−７が設けられ、容器本体Ｐ−１をその内方から位置決めしている。容器ホルダＢ−７の外方には容器移動経路に沿って図示しないガイドが設けられており、容器ホルダＢ−７で位置決めされた容器はガイドに沿って案内搬送されるようになっている。
【００６９】
容器本体Ｐ−１が容器搬入位置に搬送されてきたとき、容器載置台Ｂ−３の移動部Ｂ−３２はカムＢ−６によって押し下げられ、移動部Ｂ−３２の頂面が容器Ｐ−１を載置できるレベルまで下降している。容器本体Ｐ−１が、容器載置台Ｂ−３に載置され充填装置Ｂ内を回転移動し始めると、容器載置台Ｂ−３の移動部Ｂ−３２はカムＢ−６による位置規制から徐々に解放され、バネＢ−３３の付勢力によって上方へ移動する。容器載置台Ｂ−３上の容器は、バネＢ−３３の付勢力によって充填ノズルＢ−２に押圧させられる。充填ノズルＢ−２に容器本体Ｐ−１が押圧させられることによって充填ノズルＢ−２の充填弁が解放され、容器内に充填液が充填される。充填が完了すると、容器載置台Ｂ−３の移動部Ｂ−３２は、カムＢ−６によって、容器本体Ｐ−１を中間スターホイルＢ−８へ移載可能なレベルまで徐々に押し下げられる。容器本体Ｐ−１は、容器搬出位置で中間スターホイルＢ−８へと移し替えられる。
【００７０】
図３には、一次蓋冷間成形装置Ｃの全体が、また図４はシート状蓋材Ｓが示されている。図３に示すように、一次蓋冷間成形装置Ｃは、蓋材ロールＣ−１、蓋材自動継ぎ装置Ｃ−２、ハーフカット形成装置Ｃ−３、蓋打ち抜き成形装置Ｃ−４、回収ロールＣ−５を備えている。ロール状に巻かれた合成樹脂製シート状蓋材Ｓは、蓋材自動継ぎ装置Ｃ−２を経てハーフカット形成装置Ｃ−３へ案内される。ハーフカット形成装置Ｃ−３は、レーザＣ−３１によりシート状蓋材Ｓに図４に示すように略Ｕ字状溝Ｓ−１を形成する。溝Ｓ−１は、容器の蓋Ｐ−２にストローを突き刺す際の開封性を担保するものである。なお、図４中、Ｓ−２は蓋打ち抜き予定線、Ｓ−３は蓋打ち抜き孔を示す。ハーフカット形成装置Ｃ−３で溝Ｓ−１が形成されたシート状蓋材Ｓは、図５に示される蓋打ち抜き成形装置Ｃ−４に案内される。
【００７１】
図５には、可動刃（雄刃）Ｃ−４１と固定刃（雌刃）Ｃ−４２とシート状蓋材Ｓの押え部材Ｃ−４３とを備えた、シート状蓋材Ｓから１又は２以上の蓋材を打ち抜く蓋材打抜き手段と、その内周面に複数の溝Ｃ−４４１が設けられている成形ダイスＣ−４４（図６参照）と、成形ダイスＣ−４４内に設けられた蓋押戻し用ピストンＣ−４５と、フォーマ往復動操作用ロッドＣ−４７の端部に形成されたフォーマＣ−４８を有する蓋成形手段とを備えた、蓋打ち抜き成形装置Ｃ−４の断面図が示されている。シート状蓋材Ｓが上方から下方に間欠的に給送され、打ち抜かれる部分が成形ダイスＣ−４４に相当する位置に至ると、可動刃Ｃ−４１が前進し、固定刃Ｃ−４２と協働してシート状蓋材Ｓから１又は２以上の略円盤状の蓋材が打ち抜かれ、打ち抜かれた蓋が断面略コの字状に成形される。このとき、フォーマＣ−４８の先端面は包材Ｓに接するまで前進しており、打抜き後さらに所定位置まで前進して蓋押戻し用ピストンＣ−４５を押す。フォーマＣ−４８の前進に伴い蓋押戻し用ピストンＣ−４５はスプリングＣ−４５１の力に抗して後退するので、成形ダイスＣ−４４の内径より外側の蓋材部分（蓋Ｐ−２のスカート部Ｐ−２２を形成する部分）が折り曲げ部分Ｐ−２３で折り曲げられ、溝Ｃ−４４１が設けられた成形ダイスＣ−４４の内周面とフォーマＣ−４８の外周面との間で挟持された状態で摺動し、成形ダイスＣ−４４の内周面に設けられた複数の溝Ｃ−４４１により、蓋のスカート部分Ｐ−２２に襞が誘導されて、蓋本体（平坦部）Ｐ−２１とスカート部Ｐ−２２とからなる蓋Ｐ−２（図７参照）に成形される。成形後、フォーマＣ−４８が後退して元の位置に復帰するに従い、ピストンＣ−４５がスプリングＣ−４５１の反発力により前進して成形された蓋Ｐ−２を押し戻す。押し戻され、断面略コの字状に成形された蓋Ｐ−２は下方の蓋給送装置（シュート）Ｄに落とされ、中間スターホイルＢ−８で搬送されている容器Ｐ−１の上端開口部に１つずつ蓋が被せられる。蓋が打ち抜かれたシート状蓋材は回収ロールＣ−４８によって回収される。このように、蓋打ち抜き成形装置Ｃ−４は、加熱機構を備えていないもので、冷間成形によって樹脂製のシート状蓋材に塑性変形を生じさせ、蓋を成形できるものである。
【００７２】
内容物が充填され蓋が被せられた容器は、次いでシール装置Ｅへ供給される。シール装置Ｅの一実施態様である全体の断面図が図８として示されている。このシール装置Ｅは、所定数の超音波シール装置Ｅ−１がその周縁部に等間隔で固設されている上回転テーブルＥ−２と、超音波シール装置下方の相対する位置に容器台Ｅ−３が固設されている下回転台Ｅ−４とを備えている。上回転テーブルＥ−２及び下回転台Ｅ−４はシール装置駆動軸Ｅ−５に固定されている。超音波シール装置Ｅ−１の上方には、シール装置Ｅの制御装置Ｅ−６が設けられている。超音波シール装置Ｅ−１は、上回転テーブルＥ−２に固設されているシール装置本体Ｅ−１１と、シール装置本体Ｅ−１１から下方に突出し、かつ下端にシール作用面を有する丸棒状のホーンＥ−１２からなり、シール装置本体Ｅ−１１には図示しない振動子が内蔵されている。かかる振動子によって、ホーンＥ−１２のシール作用面に振動が伝えられる。前記充填装置Ｂの容器載置台Ｂ−３における昇降機構と同様のメカニズムで、容器台Ｅ−３が上昇することによって、容器台上の容器Ｐは超音波シール装置Ｅ−１のホーンＥ−１２の下端シール作用面に押圧され、容器本体Ｐ−１と蓋Ｐ−２はヒートシールされることになる。
【００７３】
本発明の充填包装機械の特徴的な二次蓋成形装置Ｆは、図９〜図１４で説明されており、図９は二次蓋成形装置Ｆの平面図であり、図１０は二次蓋成形装置Ｆにおける二次蓋成形装置本体の縦断面図である。また、図１４（ａ）は、シール前の一次成形された蓋と容器本体の断面を示したものであり、（ｂ）は、シール後の一次成形された蓋と容器本体の断面を示したものであり、（ｃ）は、二次成形された後の蓋と容器本体の断面を示したものである。
【００７４】
二次蓋成形装置Ｆは、密封容器上端部にシールされた蓋スカートＰ−２２を加熱する加熱手段と、加熱手段による容器蓋加熱位置において、容器をその長手方向軸線を回転軸として回転させる回転手段と、容器の蓋を二次成形する二次蓋成形装置本体Ｆ−１とを有している。加熱手段は、二次蓋成形装置本体に搬入される前の、搬送中の容器の蓋スカートに沿って設けられたパイプ状熱風ノズルＦ−２よりなる。回転手段は、スクリューコンベアＦ−３と搬送コンベアＦ−４の搬送速度差により容器を回転させるものである。二次蓋成形装置本体Ｆ−１は、二次蓋成形装置Ｆの駆動軸Ｆ−１１に固定された上回転台Ｆ−１２と下回転台Ｆ−１３を有している。下回転台Ｆ−１３には、その周縁部に等間隔で複数の容器を載置する容器台Ｆ−１３１が設けられ、容器台Ｆ−１３１の上部には容器ホルダＦ−１３２が固着されている。上回転台Ｆ−１２には、容器台Ｆ−１３１の上方の相対する位置に、容器台Ｆ−１３１に載置された密封容器Ｐの上端部を挿入しうる成形孔を有する成形手段が設けられている。容器台Ｆ−１３１は、前述の充填装置Ｂ、シール装置Ｅと同様の昇降機構を有している。
【００７５】
搬送コンベアＦ−４で搬送されてきた搬送ベルトＦ−４１上の密封容器Ｐは、まずスクリューコンベアＦ−３によって所定ピッチに整列される。整列された密封容器Ｐは、入口スターホイルＦ−５の凹部とガイドＦ−６によって二次蓋成形装置本体Ｆ−１へと供給される。スクリューコンベアＦ−３から入口スターホイルＦ−５にかけて、搬送中の密封容器Ｐの蓋スカートＰ−２２に沿う位置にパイプ状熱風ノズルＦ−２が設けられている。熱風ノズルＦ−２には、蓋スカートＰ−２２に向けられた熱風吹き出し孔が設けられている。熱風吹き出し孔から吹き出される熱風によって容器の蓋スカートＰ−２２加熱される。搬送コンベアＦ−４の搬送速度とスクリューコンベアＦ−３の搬送速度には速度差があり、スクリューコンベアＦ−３で整列中の密封容器Ｐは、この速度差によって回転させられる。入口スターホイルＦ−５で搬送中の密封容器Ｐも、ガイドＦ−６との摩擦抵抗により回転させられる。この密封容器Ｐの回転によって、容器の蓋スカートＰ−２２の周面全体を均一に加熱することができる。図９及び図１１では、熱風ノズルＦ−２は容器搬送方向左側にのみ設けられているが、充填包装機械を高能力化（高速化）する場合には両側に設けることが好ましい。さらに、スクリューコンベアＦ−３から入口スターホイルＦ−５にかけての容器搬送経路上方に、熱風カバー（図示省略）を設けることがより好ましい。
【００７６】
図１２は成形手段の成形加工部Ｆ−１４の拡大断面図である。成形加工部Ｆ−１４は、成形孔が形成された筒状雌型Ｆ−１４１と、成形孔内に摺動自在に設けられ、その下端に蓋スカートＰ−２２部を嵌入しうる嵌入凹部を有する押出ピストンＦ−１４２を有している。筒状雌型Ｆ−１４１の他端にはバネ押さえＦ−１４３が固定され、押出ピストンＦ−１４２は、バネ押さえＦ−１４３に当接したバネＦ−１４４により成形孔の一端開放側に向けて付勢されている。押出ピストンＦ−１４２には、バネ押さえＦ−１４３を貫通し、筒状雌型Ｆ−１４１の他端側に延びるピストンロッドＦ−１４５が連結されている。ピストンロッドＦ−１４５の先端にはストッパーＦ−１４６と歯車Ｆ−１４７が固定されている。ストッパーＦ−１４６により、成形孔の一端側に向けて付勢されている押出ピストンＦ−１４２を、成形孔の開口端近傍に停止させることができる。
【００７７】
図１３は成形孔の一端部付近の拡大断面図である。押出ピストンＦ−１４２の蓋スカートＰ−２２部との当接面には、上記のように嵌入凹部Ｆ−１４８が形成されており、蓋スカートＰ−２２部は、成形孔より小径の嵌入凹部Ｆ−１４８に嵌め入れられ、蓋の天面が、押出ピストンの嵌入凹部の底である当接面に当接することにより、蓋スカートＰ−２２部が押出ピストンＦ−１４２の嵌入凹部に嵌入されることになる。
【００７８】
二次蓋成形装置本体Ｆ−１は、１つの駆動プーリーＦ−１５１と２つの従動プーリーＦ−１５２に架け渡された歯付きベルトＦ−１５３を有する成形補助部Ｆ−１５を備えており（図９参照）、前記歯車Ｆ−１４７の移動円周経路所定位置で、歯車Ｆ−１４７が平面視時計方向に連続的に回転させられている歯付きベルトＦ−１５３と歯合するようになっている。
【００７９】
次に、二次蓋成形加工について説明する。蓋スカートＰ−２２の周面が加熱された密封容器Ｐは、容器台Ｆ−１３１に順次載置される。容器台上の密封容器Ｐは、前述の昇降機構によって次第に上昇していく。上昇した密封容器Ｐの蓋スカートＰ−２２は筒状雌型Ｆ−１４１に形成された成形孔に押し嵌められていき、容器台Ｆ−１３１が上昇限に達した時、蓋上面Ｐ−２１が押出ピストンＦ−１４２の嵌入凹部Ｆ−１４８底に当接し、押出ピストンＦ−１４２の嵌入凹部Ｆ−１４８に加温状態の蓋スカートＰ−２２部が嵌入され、蓋スカートＰ−２２部に絞り力が加えられるとともに、歯付きベルトＦ−１５３の駆動力により歯車Ｆ−１４７が回転し、ピストンロッドＦ−１４５を介して押出ピストンＦ−１４２が回転するように構成されており、押出ピストンＦ−１４２の回転によって、密封容器Ｐには回転力が作用するが、容器本体Ｐ−１は前記容器ホルダＦ−１３２により回転が制限されているので、容器本体Ｐ−１にシールされた蓋のスカートＰ−２２部が嵌入により締め付けられた状態で捻り力が加えられる。このように、絞り力と捻り力の協働作用によって、蓋の二次成形が確実なものとなり、図１４（ｃ）に示されるように、蓋の二次成形が完了して最終成形品となる。二次成形完了後、容器台Ｆ−１３１は下降し、蓋Ｐ−２は押出ピストンＦ−１４２によって、成形孔から押し出され容器台上の密封容器Ｐは、出口スターホイルＦ−７を介して搬送コンベアＦ−４上へと排出されていく。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の充填包装機械の一実施態様の全体平面図である。
【図２】図１に示す充填包装機械における充填装置の縦断面図である。
【図３】図１に示す充填包装機械における一次蓋冷間成形装置の概略図である。
【図４】図３に示す一次蓋冷間成形装置における蓋打ち抜き途上のシート状蓋材の平面図である。
【図５】図３に示す一次蓋冷間成形装置における蓋打ち抜き成形装置の縦断面図である。
【図６】図５に示す蓋打ち抜き成形装置における成形ダイスの斜視図である。
【図７】図３に示す一次蓋冷間成形装置により成形された蓋の斜視図である。
【図８】図１に示す充填包装機械におけるシール装置の縦断面図である。
【図９】図１に示す充填包装機械における二次蓋成形装置の平面図である。
【図１０】図９に示す二次蓋成形装置における二次蓋成形装置本体の縦断面図である。
【図１１】図９に示す二次蓋成形装置における搬送コンベア上の容器の縦断面図である。
【図１２】図１０に示す二次蓋成形装置本体における成形加工部の縦断面図である。
【図１３】図１２に示す成形加工部における成形孔の一端部付近の拡大縦断面図である。
【図１４】成形過程の蓋の形状を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ            容器供給装置
Ａ−１        容器整立装置
Ａ−２        搬送コンベア
Ａ−３        スクリューコンベア
Ａ−４        入口スターホイル
Ｂ            充填装置
Ｂ−１        充填液タンク
Ｂ−２        充填ノズル
Ｂ−３        容器載置台
Ｂ−３１      固定部
Ｂ−３２      移動部
Ｂ−３３      バネ
Ｂ−３４      ローラ軸
Ｂ−３５      ローラ
Ｂ−４        回転台
Ｂ−５        充填装置駆動軸
Ｂ−６        カム
Ｂ−７        容器ホルダ
Ｂ−８        中間スターホイル
Ｃ            一次蓋冷間成形装置
Ｃ−１        蓋材ロール
Ｃ−２        蓋材自動継ぎ装置
Ｃ−３        ハーフカット形成装置
Ｃ−３１      レ−ザ
Ｃ−４        蓋打ち抜き成形装置
Ｃ−４１      可動刃（雄刃）
Ｃ−４２      固定刃（雌刃）
Ｃ−４３      押え部材
Ｃ−４４      成形ダイス
Ｃ−４４１    溝
Ｃ−４５      蓋押戻し用ピストン
Ｃ−４５１    スプリング
Ｃ−４６      ピストンロッド
Ｃ−４７      フォーマ往復動操作用ロッド
Ｃ−４８      フォーマ
Ｃ−５        回収ロール
Ｄ            蓋給送装置（シュート）
Ｅ            シール装置
Ｅ−１        超音波シール装置
Ｅ−１１      シール装置本体
Ｅ−１２      ホーン
Ｅ−２        上回転テーブル
Ｅ−３        容器台
Ｅ−４        下回転台
Ｅ−５        シール装置駆動軸
Ｅ−６        制御装置
Ｆ            二次蓋成形装置
Ｆ−１        二次蓋成形装置本体
Ｆ−１１      駆動軸
Ｆ−１２      上回転台
Ｆ−１３１    容器台
Ｆ−１３２    容器ホルダ
Ｆ−１４      成形加工部
Ｆ−１４１    筒状雌型
Ｆ−１４２    押出ピストン
Ｆ−１４３    バネ押さえ
Ｆ−１４４    バネ
Ｆ−１４５    ピストンロッド
Ｆ−１４６    ストッパー
Ｆ−１４７    歯車
Ｆ−１４８    嵌入凹部
Ｆ−１５      成形補助部
Ｆ−１５１    駆動プーリー
Ｆ−１５２    従動プーリー
Ｆ−１５３    歯付きベルト
Ｆ−２        パイプ状熱風ノズル
Ｆ−３        スクリューコンベア
Ｆ−４        搬送コンベア
Ｆ−４１      搬送ベルト
Ｆ−５        入口スターホイル
Ｆ−６        ガイド
Ｆ−７        出口スターホイル
Ｓ            合成樹脂製シート状蓋材，包材
Ｓ−１        略Ｕ字状溝
Ｐ            容器
Ｐ−１        容器本体
Ｐ−２        蓋
Ｐ−２１      円盤状蓋本体，蓋上面
Ｐ−２２      スカート部
Ｐ−２３      折り曲げ部分
【図１】
2005343508.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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